#include <iostream>
#include <thread>
#include <memory>
#include <functional>
#include <future>
#include <vector>

class ThreadPool
{
public:
    using Functor = std::function<void(void)>;
    ThreadPool(int threadCount = 1) : _stop(false)
    {
        for (int i = 0; i < threadCount; i++)
        {
            _threads.emplace_back(&ThreadPool::entry, this);
        }
    }
    ~ThreadPool()
    {
        Stop();
    }
    void Stop()
    {
        if(_stop == true) return ;
        _stop = true;
        _cv.notify_all();
        for (auto &thread : _threads)
        {
            thread.join();
        }
    }

    // 将用户要处理的任务函数封装为异步任务（packaged_task），等待工作线程的处理
    // 异步任务处理完成后，通过packaged_task获取future，返回结果给用户
    template <typename F, typename... Args>
    auto Push(const F&& func, Args&& ...args) -> std::future<decltype(func(args...))> // 根据函数返回值决定Push返回的future的类型
    {
        // 将传入的函数封装为packaged_task任务
        using returnType = decltype(func(args...));
        auto tmp_fu = std::bind(std::forward<F>(func), std::forward<Args>(args)...);
        auto task = std::make_shared<std::packaged_task<returnType()>>(tmp_fu);
        std::future<returnType> fu = task->get_future();
        // 构造lambda匿名函数，函数内执行任务对象
        {
            // 将构造出的匿名函数对象抛入到任务池中
            std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);
            _tasks.push_back([task]() { (*task)(); });
            _cv.notify_one();
        }
        return fu;
    }

private:
    // 线程入口函数：不断从任务池获取任务进行执行
    void entry()
    {
        while (!_stop)
        {
            std::vector<Functor> tmp_taskpool;
            {
                // 加锁
                std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);
                // 当任务池不为空/线程池终止时，线程恢复执行
                _cv.wait(lock, [this]()
                         { return _stop || !_threads.empty(); });
                // 取出任务并执行
                tmp_taskpool.swap(_tasks);
            }
            for (auto &task : tmp_taskpool)
            {
                task();
            }
        }
    }
    std::atomic<bool> _stop;
    // 互斥锁和条件变量要在线程前定义
    std::mutex _mutex;
    std::condition_variable _cv;
    std::vector<std::thread> _threads;
    std::vector<Functor> _tasks;
};

int Add(int num1, int num2)
{
    return num1 + num2;
}
int main()
{
    ThreadPool pool;
    for(int i = 0; i < 10; i++)
    {
        std::future<int> fut = pool.Push(Add, 11, i);
        std::cout << fut.get() << std::endl;
    }
    pool.Stop();
    return 0;
}